Tests en temps réel basés sur Python

Interpréteur Python utilisable en temps réel

Un interpréteur Python en temps réel qui fonctionne sur la carte processeur parallèlement au modèle, permet au script d’exécuter de façon synchrone au modèle. L’interpréteur peut exécuter plusieurs tests en temps réel simultanément et indépendamment d’autres tests. Les tests peuvent interagir avec le modèle de simulation en temps réel grâce à la mémoire de la carte processeur. Vous pouvez, cependant, observer et influencer les calculateurs connectés au simulateur HIL au cours de chaque étape de la simulation.
L’interpréteur est intégré à l’application pendant le processus de translation via l’option de création Real-Time Workshop. Vous pouvez formuler des tests en temps réel en utilisant les scripts Python standards des bibliothèques de tests en temps réel fournies par AutomationDesk (par exemple, pour accéder aux variables du modèle et exécuter en parallèle différentes parties d’un test à partir d’un seul test en temps réel). Il vous est ainsi possible de créer vos propres bibliothèques Python et de les réutiliser dans différents tests. Les tests créés sont téléchargeables du PC vers la carte processeur du simulateur ou vers la MicroAutoBox. Ils sont exécutables indépendamment du fait qu’un test en temps réel soit en cours ou pas. Même si l’exécution de tests en temps réel exige une capacité en mémoire et des temps de calcul plus élevés, les scénarii de test types sont facilement implémentables. Ils fonctionnent sur les cartes processeurs HIL, à des périodes d’échantillonnage de 1 ms, parallèlement aux modèles complexes de moteurs et de dynamique de véhicule.

Exemples de cas d’utilisation pour l’exécution de tests en temps réel

• Tests de réactivité dans une plage de quelques millisecondes
• Précision temporelle pour la stimulation de plusieurs signaux d’un modèle
• Précision temporelle pour la mesure des modifications d’un modèle
• Définition fiable des valeurs maximum et minimum des variables d’un modèle
• L‘exécution dynamique d’une simulation du restbus Python n’est pas incluse dans le modèle de simulation
• Retransmission exacte de la communication du bus enregistrée (comme les fichiers log CAN ou FlexRay)
• Exécution parallèle de plusieurs tests indépendants du calculateur

Observateurs en temps réel

Implémentation d’observateurs en temps réel

Un cas de test commun est la détection d’un événement généré par le modèle en temps réel. Un événement est spécifié par une condition qui renvoie à une ou plusieurs variables du modèle en temps réel. Une fois l’événement détecté, une action de test est immédiatement triggée dans la même étape d’échantillonnage. Dans cet exemple, le script en temps réel respecte la vitesse d’un véhicule simulé et réagit en effectuant une manœuvre d’arrêt d’urgence dès que le véhicule dépasse une vitesse de 80 km/h. Ce cas de test peut être facilement implémenté par un script Python en temps réel. La condition reste respectée au sein d’une boucle Tant que (While). L’instruction Yield incluse a pour effet d’interrompre l’exécution du test et de la résumer ultérieurement dans l’étape suivante de la simulation. Le contrôle temporel du script est ainsi facilité. Dès que la vitesse dépasse 80 km/h, le modèle quitte la boucle Tant que et lance la manœuvre de freinage en définissant le paramètre associé dans la même étape de simulation.

Stimulus en temps réel

Implémentation d’un stimulus en temps réel

Dans de nombreux scénarii de test, les données enregistrées pour la stimulation du calculateur doivent être retransmises d’après un timing correct. Dans cet objectif, les scripts Python en temps réel peuvent exécuter une génération de stimulus précisément synchronisée d’après des variables de modèle prédéfinies. Citons à titre d’exemple un générateur de signaux sinusoïdaux implémentable à l’aide de la fonctionnalité sinusoïdale standard du module mathématique de Python (voir l’exemple de scriptage).
Des données de mesure enregistrées peuvent également être retransmises par un mécanisme de chargement intelligent dans lequel le script en temps réel Python référence un fichier enregistré (fichier MAT) sur le disque dur du PC. Le script relie les vecteurs de données du fichier aux paramètres cible du modèle. Si, par exemple, le test en temps réel exige que les données soient retransmises exactement 50 ms après la réception d’un message CAN donné, une simple commande de retransmission dans le script Python permet de trigger le transport des données en temps réel du PC au matériel en temps réel, dans les délais impartis. Ce mécanisme de chargement automatique supporte la retransmission de volumes de données importants tels que les fichiers log de test de conduite comportant plusieurs centaines de Mo. Il est possible d’exécuter simultanément plusieurs processus de retransmission et ils sont tous contrôlables indépendamment les uns des autres. Dans un système multiprocesseur, vous pouvez même stimuler de façon synchrone sur plusieurs nœuds secondaires.

Restbus CAN

Implémentation de la simulation du restbus CAN

Afin de programmer une simulation du restbus CAN, Real-Time Testing est véritablement intégré au RTI CAN MultiMessage Blockset. Le jeu de blocs comprend une option permettant de préparer l’accès CAN au Real-Time Testing. Les scripts en temps réel peuvent alors envoyer et recevoir des messages CAN comportant des ID et des contenus CAN librement définissables ce qui facilite les tests de simulation du restbus d’après des cas déterminés. Ces entités dynamiques du restbus (telles que les messages de test CAN spécifiques au calculateur) sont chargeables et exécutables sur le matériel en temps réel comme voulu et ne constituent plus une entité statique du modèle de simulation.
Le monitoring d’un signal d’entrée analogique forme un exemple de scénario de test possible (voir l’illustration ci-dessous). Quand une valeur seuil définie du trigger (par exemple 14.7 V) est dépassée, un message CAN prédéfini est envoyé toutes les 50 ms jusqu’à ce que cette valeur se trouve de nouveau sous la valeur seuil définie. Un autre exemple d’application consiste à prendre une communication CAN ayant été enregistrée pendant une conduite de test et à la rejouer en laboratoire avec un timing correct.